DE2723121C2 - Process for the preparation of alkylthiosemicarbazides - Google Patents
Process for the preparation of alkylthiosemicarbazidesInfo
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Description
R — NH — C — NH — NH-,R - NH - C - NH - NH-,
in derin the
R einen CrC4-Alkylrest bedeutet,R denotes a C r C4-alkyl radical,
dadurch gekennzeichnet, daß man Dialkylthiuramdisulfide der allgemeinen Formelcharacterized in that one dialkylthiuram disulfide the general formula
R —NH-C—S—S—C —NH-RR-NH-C-S-S-C-NH-R
in derin the
R die angegebene Bedeutung hat,R has the meaning given,
mit Hydrazin in wäßrigem Medium umsetztwith hydrazine in an aqueous medium
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung mit Hydrazin im Oberschuß über die stöchiometrisch erforderliche Menge von 2 MoI je MoI Dialkylthiuramdisulfid, durchführt2. The method according to claim 1, characterized in that that the reaction with hydrazine in excess of the stoichiometrically required Amount of 2 mol per mol dialkylthiuram disulfide
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei 20 bis 100° C durchführt3. Process according to Claims 1 and 2, characterized in that the reaction is carried out at 20 to 100 ° C
Es sind bereits Verfahren zur Herstellung von Alkylthiosemicarbaziden bekannt, z. B. erhält man bei der Umsetzung von Methylsenföl mit Hydrazin Methylthiosemicarbazid (Houben — Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band IX [1955], Seite 908).There are already known processes for the preparation of alkylthiosemicarbazides, e.g. B. is obtained from the conversion of methyl mustard oil with hydrazine methylthiosemicarbazide (Houben - Weyl, methods of organic chemistry, Volume IX [1955], page 908).
Es wurde nun gefunden, daß man in einfacher Weise Alkylthiosemicarbazide der allgemeinen FormelIt has now been found that alkylthiosemicarbazides of the general formula can be obtained in a simple manner
R-NH-C-NH -NH2 R-NH-C-NH -NH 2
Il sIl s
in derin the
R einen Ci-C4-Alkylrest bedeutet.R denotes a Ci-C 4 -alkyl radical.
in derin the
R die angegebene Bedeutung hat,R has the meaning given,
ι ο mit Hydrazin in wäßrigem Medium umsetztι ο reacted with hydrazine in an aqueous medium
Im allgemeinen wird die Umsetzung bei etwa 20 bis 100° C durchgeführt, bevorzugt arbeitet man bei 30 bis
700C.
Als Ci-Ci-Alkylrest kommen geradkettige und
verzweigte Alkylreste in Frage; beispielsweise seien genannt Methyl, Äthyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl
und tert-Butyl. Bevorzugt steht R für Metlri und ÄthyL
Die als Ausgangsverbindungen verwendeten N1N'-Dialkylthiuramdisulfide
der allgemeinen Formel (II) undGenerally, the reaction is carried out at about 20 to 100 ° C, preferably at 30 to 70 0 C. operates to
As Ci-Ci-alkyl radicals straight-chain and branched alkyl radicals come into question; Examples include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl and tert-butyl. Preferably, R is ethyl and Metlri The general formula used as starting materials N 1 N'-Dialkylthiuramdisulfide (II) and
2G ihre Herstellung sind seit langem bekannt (Berichte, Band 35 [1902], Seiten 816 bis 830, insbesondere Seite 821).2G their production has long been known (reports, Volume 35 [1902], pages 816 to 830, especially page 821).
Hydrazin kann als solches, in Form von Hydrazinhydrat oder in wäßriger Lösung, insbesondere mit einer Konzentration von 10 bis 100 Gew.-% Hydrazin eingesetzt werden; bevorzugt verwendet man handelsübliches Hydrazinhydrat oder handelsübliche wäßrige Hydrazin-Lösungen mit einem Gehalt von 50 bis 100 Gew.-o/o NH2NH2.Hydrazine can be used as such, in the form of hydrazine hydrate or in aqueous solution, in particular with a concentration of 10 to 100% by weight of hydrazine; Commercially available hydrazine hydrate or commercially available aqueous hydrazine solutions with a content of 50 to 100% by weight of NH 2 NH 2 are preferably used.
Je MoI Dialkylthiuramdisulfid der allgemeinen Formel (II) wird zumindest die theoretisch notwendige Menge von 2 Mol Hydrazin eingesetzt, jedoch ist ein Oberschuß an Hydrazin über die theoretisch notwendige Menge vorteilhaftFor each mol of dialkylthiuram disulfide of the general formula (II), at least the theoretically necessary Amount of 2 mol of hydrazine used, but an excess of hydrazine is over what is theoretically necessary Amount beneficial
Im allgemeinen verwendet man wenigstens einen Überschuß bis zu 5% Hydrazin, während dem Überschuß Hydrazin nach oben hin keine Grenze gesetzt ist; jedoch wird man aus wirtschaftlichen Gründen zweckmäßigerweise den Hydrazinüberschuß nicht zu hoch wählen.In general, at least an excess of up to 5% hydrazine is used during the There is no upper limit to excess hydrazine; however, one becomes economic For reasons, it is advisable not to choose too high the hydrazine excess.
Bevorzugt wird ein Hydrazinüberschuß von fünf bis fünfzig Prozent der theoretisch notwendigen Menge (I) angewandt, das sind 2,1 bis drei Mol Hydrazin je MolA hydrazine excess of five to fifty percent of the theoretically necessary amount is preferred (I) applied, that is 2.1 to three moles of hydrazine per mole
Disulfid der allgemeinen Formel (II).Disulfide of the general formula (II).
Am Beispiel des Methylthiosemicarbazids sei das erfindungsgemäße Verfahren durch nachstehende Reaktionsgleichung beispielhaft erläutertUsing the example of methylthiosemicarbazide, the process according to the invention is carried out below Reaction equation explained by way of example
CH3 NH-C-S-S-C-NH-CH3 +2H2N-NH2 -ττ^--» 2CH,-NH -C -NH-NH2 + S + H2SCH 3 NH-CSSC-NH-CH 3 + 2H 2 N-NH 2 -ττ ^ - »2CH, -NH -C -NH-NH 2 + S + H 2 S
Il Il HjO ' IlIl Il HjO 'Il
ss sss s
Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist einfach. Im allgemeinen legt man das Dialkylthiuramdisulfid der allgemeinen Formel (II) in wäßriger Lösung bzw. Suspension vor, und gibt dann das Hydrazin, gegebenenfalls in wäßriger Lösung, zu.The implementation of the method according to the invention is simple. In general you put that Dialkylthiuram disulfide of the general formula (II) in aqueous solution or suspension, and then gives the hydrazine, optionally in aqueous solution, to.
Im allgemeinen verwendet man 0,5 bis 5, bevorzugt 1 bis 3 ml Wässer je g Dtalkylthiurämdisulfid zur Herstellung des wäßrigen Reaktionsmediums.In general, 0.5 to 5, preferably 1 to 3 ml of water are used per g of alkylthiurem disulfide Preparation of the aqueous reaction medium.
Die erforderliche Menge Hydrazin kann auf einmal, zu Beginn der Reaktion, der wäßrigen Lösung bzw. Suspension des Disulfide der allgemeinen Formel (II) zugegeben und dann das Reaktionsgemisch auf Reaktionstemperatur erhitzt werden. Man kann aber auch die wäßrige Lösung bzw. Suspension des Disulfids der allgemeinen Formel (II) zuerst auf die gewählte 55 The required amount of hydrazine can be added all at once, at the beginning of the reaction, to the aqueous solution or suspension of the disulfide of the general formula (II) and then the reaction mixture can be heated to the reaction temperature. But you can also first apply the aqueous solution or suspension of the disulfide of the general formula (II) to the selected 55
6060
6565
Reaktionstemperatur erhitzen und dann das Hydrazin zugeben.Heat the reaction temperature and then add the hydrazine.
Dabei kann es besonders vorteilhaft sein, das Hydrazin nach Maßgabe des Verbrauchs in der Reaktion, die mit positiver Wärmetönung verläuft, zuzusetzen und damit gleichzeitig die Reaktionstemperatuf zu beeinflussen.It can be particularly advantageous to use the hydrazine in accordance with the consumption Reaction, which proceeds with a positive warming, add and thus at the same time the reaction temperature to influence.
Wie vorstehend bereits ausgeführt, kann die erfindungsgemäße Reaktion bei etwa 20 bis 100° C durchgeführt werden. Zweckmäßigerweise arbeitet man, um nicht zu lange Reaktionszeiten zu benötigen* bei 30 bis 7O0C. Damit wird erreicht, daß die Reaktion einerseits nicht zu langsam, andererseits aber auch nicht so schnell abläuft, daß sie außer Kontrolle gerät Gegebenenfalls kann es vorteilhaft sein, durch KühlungAs already stated above, the reaction according to the invention can be carried out at about 20 to 100.degree. Appropriately, one works so as not to take too long response times * at 30 to 7O 0 C. This ensures that the reaction on the one hand does not, on the other hand, also does not run so fast to slow that it gets out of control It may be advantageous by cooling
für die Abführung überschüssiger Reaktionswärme :ni sorgen und damit die gewählte Reaktionstemperatur einzuhalten, wenn unter gegebenen Bedingungen ohne äußere Wärmezufuhr der Wärmeverlust die entstehende Reaktionswärme nicht kompensiert.for the removal of excess heat of reaction: ni ensure and thus maintain the selected reaction temperature, if under given conditions without external heat supply the heat loss does not compensate for the heat of reaction that occurs.
Der als Nebenprodukt anfallende Schwefelwasserstoff bleibt in dem Reaktionsgemisch als Salz gelöst; ein Teil reagiert mit Hydrazin zu Ammoniak und Schwefel. Gebildetes Ammoniak reagiert zu Ammoniaksulfid, das einen Teil des Schwefels unter Bildung von roten bis braunen Ammoniumpolysulfiden löst Diese Polysulfide können durch Luftoxidation zerstört oder durch Ansäuern in Ammoniak, Schwefel und Schwefelwasserstoff zersetzt werden. Letzterer kann durch Ausblasen oder Erhitzen ausgetrieben und in bekannter Weise durch Lauge aufgefangen oder durch Verbrennen zerstört werden.The hydrogen sulfide obtained as a by-product remains dissolved in the reaction mixture as a salt; a Part reacts with hydrazine to form ammonia and sulfur. Ammonia that is formed reacts to form ammonia sulphide, the Some of the sulfur dissolves these polysulfides with the formation of red to brown ammonium polysulfides can be destroyed by air oxidation or by acidification in ammonia, sulfur and hydrogen sulfide be decomposed. The latter can be expelled by blowing or heating and in a known manner be caught by lye or destroyed by burning.
Das zweite Nebenprodukt, Schwefel, verbleibt im Reaktionsgemisch und kann nach Beendigung der Reaktion heiß von der Reaktionslösung abgetrennt werden und in bekannter Weise anderer Verwendung zugeführt werden.The second by-product, sulfur, remains in the Reaction mixture and can be separated hot from the reaction solution after the reaction has ended and put to another use in a known manner.
Aus der Reaktionslösung kann das entstandene Alkylthiosemicarbazid in bekannter Weise, z. B. durch Auskristallisieren und Abfiltrieren, isoliert werden.From the reaction solution, the resulting alkylthiosemicarbazide can be used in a known manner, for. B. by Crystallize and filter off, are isolated.
Die verbleibende Mutterlauge kann man entweder verwerfen oder anstelle von Wasser erneut bei der erfindungsgemäßen Umsetzung verwenden. Damit erübrigt es sich dann auch, den in dieser Mutterlauge verbliebenen, nicht umgesetzten Überschuß Hydrazin zurückzugewinnt ·. und der Einsatz an Hydrazin bei di:r erfindungsgemäßen Umsetzung ^ann entsprechend reduziert werden.The remaining mother liquor can either be discarded or, instead of water, again at the use implementation according to the invention. This also makes it superfluous, the one in this mother liquor recovered remaining, unreacted excess of hydrazine ·. and the use of hydrazine at di: r implementation according to the invention ^ ann accordingly be reduced.
Im allgemeinen entstehen bei der eKindungsgemäßun Umsetzung nur wenig Nebenprodukte.In general, e Implementation only few by-products.
Daber kann man das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft so durchführen, daß man nach Abscheidung des Schwefels und anschließend des gebildeten Alkylthiosemicarbazids anschließend dem verbleibenden Reaktionsmedium die Ausgangsstoffe wieder im entsprechenden Verhältnis zufügt und die Umsetzung erneut durchführt Dabei müssen nur die unvermeidichen Verluste an Wasser ergänzt werden, es entsteht jedoch vorteilhafterweise kein Abwasser.However, the process according to the invention can advantageously be carried out in such a way that after deposition the sulfur and then the alkylthiosemicarbazide formed then the remaining reaction medium, the starting materials again in the appropriate Adds ratio and repeats the implementation. Only the inevitable need to be done Losses of water are supplemented, but there is advantageously no waste water.
Selbstverständlich kann gewünschtenfalls diese Kreislaufführung auch zu einem vollkontinuierlichen Verfahren in bekannter Weise ausgestaltet werden.Of course, if desired, this circulation can also become a fully continuous one Process can be designed in a known manner.
Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin begründet daß keine unverwenbaren Nebenprodukte anfallen, die Ausgangsstoffe leicht zugänglich sind und auf die Dauer gesehen praktisch kein oder nur wenig Abwasser anfällt; das erfindungsgemäße Verfahren ist somit besonder? umweltfreundlich.The particular advantage of the process according to the invention is based on the fact that none are inapplicable By-products arise, the starting materials are easily accessible and seen in the long run there is practically no or little wastewater; the method according to the invention is therefore special? environmentally friendly.
Alkylthiosemicarbazide sind wertvolle organische Zwischenprodukte. Sie können z. B. mit Carbonylverbindungen zu Thiosemicarbazonen umgesetzt werden, die als Sonnenschutzmittel dienen US-PS 39 23 681 (CA. 84, 135 651); sie können als Ausgangsmaterial fllr Herbizide dienen DOS 24 04 979 (CA 83,1 89 333) oder sie können selbst als Insektizide verwandt werden Jap. Koka! 75,1 45 525 (CA. 84,70 360).Alkylthiosemicarbazides are valuable organic intermediates. You can e.g. B. with carbonyl compounds to be converted to thiosemicarbazones, which serve as sunscreens US-PS 39 23 681 (CA. 84, 135 651); they can be used as starting material Herbicides are used in DOS 24 04 979 (CA 83.1 89 333) or they can be used as insecticides themselves Jap. Coca! 75.1 45 525 (APPROX 84.70 360).
Zu 106 g (0,5 Mol) Dimethlythiuramdisulfid in 200 rtil Wasser werden 55 g (1,1 Mol) Hydrazinhydrat getroplft Es wurde auf 500C erwärmt und 2 Stünden bei dieser Temperatur gerührt Danach wird vom ausgefallenen Schwefel (16 g) abfiltriert, auf 10" C abgekühlt, vom ausgefallenen Methylthiosemicarbazid (83 g) abgesaugt und das Produkt mit 50 ml eiskaltem Wasser gewaschen. Die vereinigten Filtrate werden mit 27 ml konzentrierter Salzsäure auf pH 5 angesäuert Der freigesetzte Schwefelwasserstoff (9,5 g) wird mit Stickstoff in Natronlauge ausgeblasen. Ausgefallener Schwefel (5 g) wird abfiltriert Das Filtrat wird bis zur Trockne im Vakuum eingedampft Der Rückstand (24,5 g) wird inTo 106 g (0.5 mol) in 200 Dimethlythiuramdisulfid RTIL water 55 g (1.1 mol) of hydrazine hydrate getroplft It was heated to 50 0 C and stirred for 2 stood at this temperature is then filtered off from the precipitated sulfur (16 g), cooled to 10 ° C., the precipitated methylthiosemicarbazide (83 g) is filtered off with suction and the product is washed with 50 ml of ice-cold water. The combined filtrates are acidified to pH 5 with 27 ml of concentrated hydrochloric acid Sodium hydroxide solution is blown out. Precipitated sulfur (5 g) is filtered off The filtrate is evaporated to dryness in vacuo
ίο 50 ml Wasser heiß (90"C) gelöst, von 1,5 g Schwefel abfiltriert und auf 10° C abgekühlt Es fallen 8 g Produkt aus. Das Filtrat wird auf 20 ml eingeengt mit Natronlauge auf pH 9 gestellt und abgekühlt wobei weitere 4,5 g Produkt anfallen. Insgesamt wurden 95 5 g (—90,8% der Theorie) Methylthiosemicarbazid erhalten mit Schmelzpunkt 135 bis 137° C50 ml of hot water (90 "C) dissolved, 1.5 g of sulfur filtered off and cooled to 10 ° C. 8 g of product precipitate. The filtrate is concentrated to 20 ml, adjusted to pH 9 with sodium hydroxide solution and cooled, with a further 4 , apply 5 g of product. A total of 95 5 g (-90.8% of theory) were methylthiosemicarbazide obtained with melting point 135 to 137 ° C
106 g (0,5 Mol) Dimethylthiuramdisulfid werden in 200 ml Wasser mit 55 g (1,1 Mol) Hydrazinhydrat 2 Stunden bei 50° C gerührt. Es wird danach bei dieser Temperatur von 15 g Schwefel abfiltriert Das Filtrat wird auf dem Wasserbad zur Trockne eingeengt Dabei schlägt die Farbe von rotbraun nach gelbgrau um. Der Rückstand wird in 200 ml Wasser heiß gelöst und von 7,6 g Schwefel abfiltriert. Die Lösung ergibt nach Abkühlen auf 10°C 8ii g Produkt Weitere 12 g werden nach Einengen des Filtrats auf 50 ml erhalten. Die Ausbeute an Methylthiosemicarbazid beträgt 97 g (=92,4% der Theorie) mit Schmelzpunkt von 135 bis 137° C.106 g (0.5 mol) of dimethylthiuram disulfide are in 200 ml of water with 55 g (1.1 mol) of hydrazine hydrate were stirred at 50 ° C. for 2 hours. It will be after this with this Temperature of 15 g of sulfur filtered off. The filtrate is concentrated to dryness on a water bath changes the color from red-brown to yellow-gray. The residue is dissolved in 200 ml of hot water and removed from 7.6 g of sulfur were filtered off. After cooling to 10 ° C., the solution yields 8ii g of product. Another 12 g are added obtained after concentrating the filtrate to 50 ml. The yield of methylthiosemicarbazide is 97 g (= 92.4% of theory) with a melting point of 135 to 137 ° C.
74,4 g (031 Mol) Diäthylthiuramdisulfid, 150 ml Wasser und 50 g Hydrazinhydrat wurden 2 Stunden lang bei 500C gerührt. Der entstandene Schwefel wurde heiß abfiltriert und die Reaktionslösung wie in Beispiel 2 beschrieben aufgearbeitet74.4 g (031 mol) Diäthylthiuramdisulfid, 150 ml of water and 50 g of hydrazine hydrate were stirred for 2 hours at 50 0 C. The sulfur formed was filtered off while hot and the reaction solution was worked up as described in Example 2
Es wurden 63,5 g (85,0% der Theoi «e> Äthylthiosemicarbazid vorn Schmelzpunkt 79 bis 81°C erhalten.63.5 g (85.0% of the theoi «e> Ethylthiosemicarbazide obtained from melting point 79 to 81 ° C.
106 g Dimethylthiuramdisulfid wurde in 200 ml Wasser mit 55 g Hydrazinhydrat versetzt, auf 300C erwärmt und 5 Stunden lang bei dieser Temperatur gerührt Anschließend wurde heiß vom Schwefel abfiltriert und die Lösung wie im Beispiel 2 beschrieben aufgearbeitet106 g of dimethylthiuram disulfide were mixed with 55 g of hydrazine hydrate in 200 ml of water, heated to 30 ° C. and stirred at this temperature for 5 hours. The sulfur was then filtered off while hot and the solution was worked up as described in Example 2
Die Ausbeute betrug 91,0g (86,5% der Theorie) so Methylthiosemicarbazid.The yield was 91.0 g (86.5% of theory) so methylthiosemicarbazide.
106 g Dimethylthiuramdisulfid wurden in 200 ml Wasser mit 55 g Hydrazinhydrat versetzt auf 700C erwärmt und 40 Minuten bei dieser Temperatur gerührt Anschließend wurde heiß vom Schwefel abfiltriert und die Lösung wie im Beispiel 1 beschrieben aufgearbeitet Die Ausbeute betrug 95,0 g (90,5% der Theorie) Methylthiosemicarbazid.106 g of dimethylthiuram disulfide were mixed with 55 g of hydrazine hydrate in 200 ml of water, heated to 70 ° C. and stirred at this temperature for 40 minutes. 5% of theory) methylthiosemicarbazide.
130 g Dimethylthiuramdisulfid in 200 ml Wasser wurden mit 75 g Hydrazinhydrat 2 Stunden bei 500C gerührt Aniichließend wurde der entstandene Schwefel bei 500C abl'iltriert, das Filtrat auf 100C abgekühlt und das ausgefallene Reaktionsprodukt abfiltriert130 g Dimethylthiuramdisulfid in 200 ml of water were stirred with 75 g of hydrazine hydrate for 2 hours at 50 0 C was Aniichließend the resulting sulfur at 50 0 C abl'iltriert, the filtrate is cooled to 10 0 C and the precipitated reaction product is filtered off
Der so erhaltenen Mutterlauge wurden erneut 130 g Dimethylthiuramdisulfid und 75 g Hydrazinhydrat zuge-The mother liquor thus obtained was again 130 g Dimethylthiuram disulfide and 75 g hydrazine hydrate added
setzt, das Gemisch wiederum 2 Stunden bei 50°C gerührt und anschließend wie vorstehend beschrieben Schwefel und das entstandene ,Reaktionsprodukt abfiltriertsets, the mixture stirred again for 2 hours at 50 ° C and then as described above Sulfur and the resulting reaction product are filtered off
Die erhaltene Mutterlauge wurde erneut mit 130 g Dimethylthiuramdisulfid und 75 g Hydrazinhydrat versetzt, 2 Stunden bei 50° C gerührt und anschließend wie vorstehend beschrieben der gebildete Schwefel und das Reaktionsprodukt abgeschieden und die erhaltene Mutterlauge erneut eingesetztThe mother liquor obtained was again mixed with 130 g of dimethylthiuram disulfide and 75 g of hydrazine hydrate, Stirred for 2 hours at 50 ° C and then as described above, the sulfur formed and the Reaction product deposited and the mother liquor obtained used again
Insgesamt wurden so in 6 Ansätzen 780 g Dimethylthiuramdisulfid und 450 g Hydrazinhydrat unter jeweiliger Wiederverwendung der Mutterlauge, d.h. des Wäßrigen Reaktionsmediums und der darin verbliebenen, nicht umgesetzten, Ausgangsstoffe, umgesetztA total of 780 g of dimethylthiuram disulfide were obtained in 6 batches and 450 g of hydrazine hydrate, each reusing the mother liquor, i.e. des Aqueous reaction medium and the remaining unreacted, raw materials, implemented
Anschließend wurde die Mutterlauge durch Einengen wie in Beispiel 2 aufgearbeitetThe mother liquor was then worked up as in Example 2 by concentration
Die Ausbeute betrug insgesamt 701,0 g (91,2% der Theorie) Methylthiosemicarbazid.The total yield was 701.0 g (91.2% of the Theory) methylthiosemicarbazide.
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